Устройство для диагностирования системы смазки двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к области Эксплуатации двигателей внутреннего |(:горания и .может быть использовано хля диагностирования их системы смаз- Ки.

Цель изобретения - повышение точ- |иости диагностирования. На чертеже представлена схема уст- Ьойства..

j Устройство состоит из медно-графи- товых щеток 1, контактирующих с рас- рределительным валом 2 и коленчатым |валом 3 двигателя, которые установлены на подшипниках 4 скольжения и от- делены масляной пленкой 5 от массы двигателя. Щетки 1 подключены через высокоомный резистор 6 к выходу генератора 7 переменного тока, который создает гармонические колебания час- тотой в несколько десятков килогерц. Щетки 1 также подключены через резистор 8 к входу первого усилителя 9 постоянного тока. Второй вход усилителя 9 подключен к массе, а между входами параллельно подключен конденсатор 10. Щетки 1 подключены к первому входу второго усилителя 11 переменного тока последовательно через конденсатор 12, а второй вход усилите- ля 11 подключен к массе. Выход усилителя 11 подключен к интегратору 13, который состоит из диода 14, накопительного конденсатора 15 и резистора 16. Выход интегратора 13 подкгаочен к инвертирующему входу дифференциального усилителя 17 постоянного тока, который подключен к источнику тока через делитель, образованный резистором 18 и потенциометрическим датчи- ком 19 давления масла. Неинвертирующий вход усилителя 17 подключен к источнику тока через делитель, образованный резистором 20 и терморе- зисторным датчиком 21 температуры Macла. Выход усилителя 17 подключен к управляющему элементу 22, например тиристору, и через потенциометр 23 регулиро вания глубины отрицательной обратной связи - к инвертирующему входу, а через терморезйстор 24 регулирования глубины положительной обратной связи - к неинвертирующему входу усилителя 17. Управляющий элемент 22 подключен к источнику тока и через регистрирующий элемент, выполненный в виде амперметра 25, под- ключен к исполнительному элементу, например к обмотке 26 соленоида, сердечник 27 которого кинематически связан с заслонкой 28 подачи топлива в двигатель.

Выход первого преобразующего элемента усилителя 9 подключен к источнику тока через потенциометр 29 и ограничивающий ток резистор 30 и к входу двухполярного компенсатора 31 постоянного тока, который выполнен на фоторезисторном оптроне 32, включенном в мостовую схему 33 постоянного тока. Фоторезисторный оптрон 32 содержит электролампу 34, один вывод которой соединен с массой, а другой подключен к выходу усилителя 9 и .фоторезистор 35, включенный в мостовую схему 33 постоянного тока. Мостовая схема 33 постоянного тока содержит два точных резистора 36., 37 и потенциометр 38.Одна ее диагональ подключена к двухполярному стабилизированному источнику постоянного тока -12 В, а другая диагональ подключена между массой двигателя и кулачковым и коленчатым валтами двигателя через щетки 1.

Устройство работает следующим образом.

При-нормальном режиме работы двигателя (нагрузка не более допустимой) , при нормальной работе системы смазки (температура масла 80-90 С давление масла 2-4 атм, масло не загрязненное) и при допустимом износе сопряженных деталей между ними находится максимальный слой масляной пленки 5, который обладает низкой то копроводностью, поэтому на вход усилителя 11 переменного тока с вход- ных делителей, образованных высоко- омньш резистором 6 и масляными пленками 5 между подвютными деталями двигателя и его массой, поступает максимальный уровень переменного напряжения с генератора 7 переменного тока. При этом на вход усилителя 11 переменного тока сигнал поступает через последовательно установленный конденсатор 12, который пропускает только переменное напряжение сигнала и задерживает уровни постоянных напряжений, которые образуются на деталях в результате электризашш смаз- КИ. Таким образом, помехи электростатического электричества на вход усилителя 11 не поступают и не влияют на контроль системы смазки, что повышает его точность. С выхода усилителя 11 сигнал поступает на интегратор 13, где вьтрямляется диодом 14 и выделяется накопительным конденсатором 15 на резисторе 16 в виде уровня напряжения, пропорционального средней величине масляных пленок 5 на деталях двигателя. С интегратора 13 указанный уровень напряжения поступает на инвертирующий вход усилителя 17, который на выходе создает отрицательное смещение, закрывающее управляющий тиристорный элемент 22. Поэтому через обмотку 26 соленоида

вход усилителя 17 с делителя, образованного резистором 20 и датчиком 21, лсс гупает повышенный уровень напряжения, С целью стабилизации работы усилитель 17 охвачен отрицательной об ратной связью, глубина которой регулируется потенциометром 23 при ка,либровке устройства,

Во всех указанные режимах работы двигателя происходит электризация слоев насляной пленки 5, и между кулачковым валом 2, коленчатым валом 3 и подшипниками 4 образуются электро

Изобретение позволяет повысить точность диагностирования системы смазки. Устр-во состоит из медно-гра- фитовых щеток 1, распределительного вала 2, коленчатого вала 3, которые установлены на подшипниках 4 скольжения и.отделены масляной пленкой 5 от массы двигателя. Система .включает высокоомные резисторы 6,18,20, генератор 7 переменного тока, резистор 8, у-ли 9,11, конденсаторы 10,12, интегратор 13, состоящий из диода 14, накопительного конденсатора 15 и резистора 16, у-ль 17, потенциометри- ческий датчик 19 давления масла, тер- морезисторньй датчик 21 т-ры масла, управляющий элемент 22, потенциометр 23, терморезистор 24. Двухполярный компенсатор 31 постоянного тока выполнен в виде фоторезисторного опт- рона 32 и мостовой cxeNfbi постоянного тока. На деталях двигателя всегда возникает электростатический потениснал того или иного знака,что создает смещение у-ля 9, которое поступает на вход компенсатора 31. В результате баланс мостовой схемы нарушается, на ее выходе формируется определенный сигнал, которьш подается через щетки 1 на подвижные детали двигателя и компенсирует появивщийся электростатический уровень до нуля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ,„ - 5. 7 . В f |вш& 4 IsD СО СО to 00 Z7 37

ток не протекает, регистрирующий эле- статические заряды, которые могут мент в виде амперметра 25 не фиксирует нарушений в работе системы смазки, сердечник 27 под действием пружины максимально выдвинут и дроссельная заслонка 28 максимально открыта, не ограничивает обороты и нагрузку двигателя.

При любых отклонениях от нормального режима работы двигателя, нарудостигать нескольких десятков воль и создавать электростатический изн деталей двигателя.

Появление электростатического п 2Q тенциала на указанных деталях може иметь произвольную полярность, кот рая зависит от направления и скор ти вращения, свойств масла и т.д и которая выявляется усилителем 9

шениях работы системы смазки, при по- 25 ранних стадиях. В случае образова- вышенных износах деталей или снижении ния на подвижных деталях двигателя качества масла, толщина масляных пле- положительного потенциала он посту- нок 5 между деталями снижается вплоть пает через резистор 8 на вход усилите- до отдельных моментов сухого трения, ля 9 и заряжает конденсатор 10, поэтому средний уровень напряжения на зо включенный параллельно входам уси

интеграторе 13, пропорциональньй средней величине масляных пленок 5, также снижается. На инвертирующий вход усилителя 17 поступает меньший сигнал, который дополнительно снижается делителем, состоящим из резистора 18 и датчика, если давление масла понизилось, и делителем, состоящим из резистора 20 и датчика, если температура масла повысилась.Это происходит пото- му, что в указанных случаях сопротивление терморезисторного датчика 21 и потенциометрического датчика 19 уменьщается. Все это ведет к увеличению положительного смещения на выходе усилителя 17, который открывает тиристорный управляющий элемент, 22, и через последний и амперметр 25, ток пропорциональный нарушениям в работе системы смазки, протекает в обмотку 2,6 соленоида. Сердечник 27 втягивается и прикрывает заслонку 28 на необходимую величину. Обороты и нагрузка двигателя снижаются до безопасной величины. Так же происходит ограничение оборотов двигателя при его работе в условиях низких температур, когда сопротивление датчика 21 увеличивается и на неинвертирующий

статические заряды, которые могут

достигать нескольких десятков вольт и создавать электростатический износ деталей двигателя.

Появление электростатического по- тенциала на указанных деталях может иметь произвольную полярность, которая зависит от направления и скорости вращения, свойств масла и т.д и которая выявляется усилителем 9 на

5

Q

5

0

5

лителя 9. При этом переменная составляющая сигнала, которая поступает с входных делителей, образованных высокоомным резистором 6 и масляными пленками 5, с генератора 7 переменного тока на вход усилителя 9 не поступает, так как замыкается через конденсатор 10 на массу,

Таким образом, на работу усилителя 9 переменный сигнал не влияет, что увеличивает точность выявления электростатических помех на ранних стадиях возникновения. Положительный входной потенциал создает на выходе усилителя 9 положительное смещение, которое поступает на вход двухпо- лярного компенсатора 31 постоянного тока, а именно на вход фоторезистор- ного оптрона 32 в цепь электролампы 34, Начальный уровень тока через электролампу 34 задан потенциометром 29 от источника тока через ограничивающий резистор 30. Положительное смещение с выхода усилителя 9 увеличивает ток через электролампу 34 фоторезисторного оптрона 32, что приводит к уменьшению сопротивления фоторезистора 35 и нарушению баланса мостовой схемы 33 постоянHioro тока. Поскольку сопротивление Ф оторезистора 35 уменьшилось, то на в 1ходе моста от двухполярного источ- Ирка тока формируется отрицательный у|ровень, который подается через щет- к|и 1 на подвижные детали двигателя и компенсирует положительный электростатический уровень до нуля. Тогда сягнал с выхода усилителя 9 также ра ввн нулю и ток электролампы 34 определяется лишь начальным уровнем, заданным потенциометром 29 для состояния баланса мостовой схемы 33 постоянного тока, которое калибруется по

т

гнциометром 38 при настройке устройства. На выходе сбалансированного моста присутствует нулевой уровень, и устройство находится в устойчивом состоянии до момента образования на

Д

зталях нового злектростат1тческого

пртенциала. В случае

образования на подвижных

д эталях двигателя отрицательного поТ гнциала он поступает на вход усили- 25

Т гля 9 через резистор 8, заряжая конД знсатор 10 и создавая на выходе уси- ного тока, а второй усилитель вьтоллителя 9 отрицательное смещение,кормула изобретения 1. Устройство для диагностирования системы смазки двигателя .внутреннего сгорания включаьзщее стабилизирован- Hbtfi источник тока, измерительные, ре- ,гистрирующий, управляющий тиристор- ньй и исполнительный элементы, первый усилитель постоянного тока, второй усилитель тока, третий дифференциальный ус}шитель постоянного тока, интегратор, конденсаторы и резисторы, причем входы первого и второго усилителей подключены к коленчатому и распределительном валам и массе двигателя, выходы - к источнику тока, а интегратор подключен к соединенным между собой измерительным элементам и третьему усилителю, подключенному к последовательно соединенным управляющему тиристорному, регистрирующему и исполнительному элементам, отличающее ся тем, что, с цклъю повышения точности, устройство содержит двухполярный компенсатор постоянного тока и генератор перемен-

нен в виде усилителя переменного тока, подключенного к интегратору, причем вход компенсатора подключен к выходу первого усилителя, а выходы - к коленчатому, распределительному валам и массе, генератор переменного тока подключен к массе и через резистор - к коленчатому и распределитель ному валам, вход первого усилителя подключен к коленчатому и распределительному валам последовательно через резистор и параллельно через конденсатор, связанна с массой, а вход второго усилителя подключен к коленчатому и распределительному валам через конденсатор последовательно.

л,

зрое уменьшает ток через электро- 1мпу 34, Освещенность фоторезисто35 снижается, что приводит к увеличению его сопротивления и нарушению баланса мостовой схемы 33 постоянного тока. Теперь на выходе двухполярного компенсатора формируется положитель- уровень, который подается через 1 на вращающиеся валы 2 и 3 днигателя и компенсирует отрицатель- ний электростатический уровень до нули. Тогда ток через электролампу 34 уиеличивается до начального уровня,- офвещенность фоторезистора 35 также увеличивается до состояния баланса мдстовой- схемы 33 постоянного тока, которое устойчиво сохраняется до мо- появления н а валах 2 и 3 нового электростатического потенциала,

Такиг образом, предлагаемое yct- ройство обеспечивает контроль состояния системы смазки с высокой точностью благодаря устранению влияния помех электростатических потенциалов и электростатического износа деталей дйигателя.

ВНИИПИ Заказ 4683/47 Тираж 847

Произв.-полигр, пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

g

3928 Ф о

5

0

5

рмула изобретения 1. Устройство для диагностирования системы смазки двигателя .внутреннего сгорания включаьзщее стабилизирован- Hbtfi источник тока, измерительные, ре- ,гистрирующий, управляющий тиристор- ньй и исполнительный элементы, первый усилитель постоянного тока, второй усилитель тока, третий дифференциальный ус}шитель постоянного тока, интегратор, конденсаторы и резисторы, причем входы первого и второго усилителей подключены к коленчатому и распределительном валам и массе двигателя, выходы - к источнику тока, а интегратор подключен к соединенным между собой измерительным элементам и третьему усилителю, подключенному к последовательно соединенным управляющему тиристорному, регистрирующему и исполнительному элементам, отличающее ся тем, что, с цклъю повышения точности, устройство содержит двухполярный компенсатор постоянного тока и генератор перемен-

0

5

0

5

0

5

нен в виде усилителя переменного тока, подключенного к интегратору, причем вход компенсатора подключен к выходу первого усилителя, а выходы - к коленчатому, распределительному валам и массе, генератор переменного тока подключен к массе и через резистор - к коленчатому и распределительному валам, вход первого усилителя подключен к коленчатому и распределительному валам последовательно через резистор и параллельно через конденсатор, связанна с массой, а вход второго усилителя подключен к коленчатому и распределительному валам через конденсатор последовательно.

2, Устройство по п,1, от ч а ю щ. е е с я компенсатор постоянного тока вьтол- нен в виде фоторезисторного оптрона и мостовой схемы постоянного тока, причем оптрон включен в мостовую схему, одна диагональ которой подключена к источнику тока, а другая - к коленчатому распределительному валам и массе двигателя, а вход оптрона подключен к выходу первого усилителя.

л и- тем, что двухполярный

Подписное